I segnali

1. I segnali

2. I segnali Prima un po’ di teoria…...

3. Stati dei processi in UNIX Fork terminata Idle Runnable Fork iniziata L’evento accade scheduling Sleeping Running Attesa di un evento exit waitpid Zombified

4. Segnali • Sono ‘interruzioni’ software • comunicano al processo il verificarsi di un evento • ad ogni evento corrisponde un segnale numerato • un processo all’arrivo di un segnale di un certo tipo può decidere di • ignorarlo • lasciarlo gestire al kernel con l’azione di default definita per quel segnale • specificare una funzione (signal handler) che viene mandata in esecuzione appena il segnale viene rilevato

5. Segnali (2) • Da chi sono inviati i segnali? • da processo all’altro • usando la SC kill() • solo processi del gruppo (discendenti o antenati) • dall’utente con particolari combinazioni di tasti (al processo in foregroud) • Control-C corrisponde a SIGINT (ANSI) • Control-Z corresponde a SIGTSTP • dall’utente con l’utility kill della shell • dal SO per a comunicare al processo il verificarsi di particolari eventi (es. SIGFPE, errore floating-point, SIGSEGV, segmentation fault)

6. Segnali (3) • Lo standard POSIX stabilisce un insieme di segnali riconosciuti in tutti i sistemi conformi • sono interi definiti come macro in /usr/include/bits/signum.h • esempi: • SIGKILL (9) : il processo viene terminato (non può essere intercettata) (quit) • SIGALRM (14): è passato il tempo richiesto (quit)

7. Segnali (4) • Sono di uso comune anche segnali non POSIX: • SIGINT (2) Control-C (ANSI) • richiesta di terminazione da tastiera (quit) • SIGTSTP (POSIX) Control-Z • richiesta di sospensione da tastiera (suspend fino all’arrivo SIGCONT) • SIGFPE (8) (ANSI) • si è verificato un errore Floating Point (dump) • SIGCHLD(17) (POSIX) • si è verificato un cambiamento di stato in un processo figlio (ignore) • SIGPIPE(13) (POSIX) • la pipe è stata chiusa in lettura (quit) • …….

8. Segnali (5) • SD del kernel relative ai segnali • signal handler array : descrive cosa fare quando arriva un segnale di un certo tipo • ignorare, trattare + puntatore al codice della funzione da eseguire (handler) • pending signal bitmap (signal mask): che contiene un bit per ogni tipo di segnale • il bit X è a 1 se c’è un segnale pendente di tipo X • ogni processo ha un signal handler array (nella user area) ed una pending signal bitmap (nella process table)

9. Segnali (6) • Cosa accade quando arriva un segnale? • il processo che lo riceve viene interrotto • il kernel stabilisce quale comportamento adottare controllando il contenuto del signal handler array • se deve essere eseguito un signal handler safun: • lo stato del processo interrotto viene salvato • si esegue la funzione safun • il processo riprende l’esecuzione dallo stato in cui e’ stato interrotto

10. Stati dei processi in UNIX (2) Fork terminata Idle Runnable Fork iniziata L’evento accade scheduling Sleeping Running Attesa di un evento Segnale SIGCONT exit Segnale SIGSTOP (CTRL Z) Stopped waitpid Zombified

11. SC per i segnali alarm(), sigaction(),pause(),kill(),…...

12. Segnali: system call • Come si definisce un signal handler personalizzato? • usando la SC sigaction() • ci sono SC che permettono di inviare segnali • alarm(), kill() • ci sono SC che permettono di mettersi in attesa dell’arrivo di un segnale • pause()

13. Segnali di sveglia: alarm() int alarm(unsigned int count); • serve a implementare un timeout • invia un segnale SIGALRM al processo che l’ha invocata dopo countsecondi • se count è 0 non viene settato nessun allarme • in ogni caso tutte le richieste di allarme già settate sono cancellate • restituisce (0) se non c’erano allarmi settati oppure (x>0) se macavano x secondi allo scadere dell’ultimo allarme settato

14. Invio di una SIGALRM int main (void) { alarm(3); /* SIGALRM fra 3 secondi */ WRITELN(”Ciclo infinito ….") ; while (1) ; /* ciclo infinito */ WRITELN(”Pippo") ; /* mai eseguita */ return 0 ; }

15. Esempio : eseguiamo... cosa accade se eseguiamo il codice dell’esempio : $ a.out Ciclo infinito ... -- per (circa) 3 secondi non accade niente

16. Esempio : eseguiamo…(2) cosa accade se eseguiamo il codice dell’esempio : $ a.out Ciclo infinito ... Alarm clock -- arriva il segnale -- processo terminato $

17. Personalizzare la gestione int sigaction(int signum, const struct sigaction* act, struct sigaction* oldact); • serve a definire un nuovo handler • signum : segnale da trattare • &act : struttura che definisce il nuovo trattamento del segnale signum; • &oldact : (OUTPUT)ritorna il contenuto precedente del signal handler array (può servire per ristabilire il comportamento precedente) • ritorna (-1) se c’è stato errore

18. Personalizzare la gestione (2) struct sigaction { ... void sa_handler (int); ... } • sa_handler: indica come gestire il segnale può essere: • SIG_IGN ignora il segnale • SIG_DFL usare la funzione di gestione di default • puntatore alla funzione da invocare all’arrivo del segnale • gli altri campi di solito si lasciano invariati

19. Personalizzare la gestione (3) • SIGKILL e SIGSTP: non possono essere gestiti se non con la procedura di default • il figlio eredita la gestione dei segnali dal padre • dopo la exec() le gestioni ritornano quelle di default (ma i segnali ignorati continuano ad essere ignorati) • i segnali SIGCHLD sono gli unici ad essere accumulati (stacked) negli altri casi se arriva un segnale dello stesso tipo di uno già settato nella signal mask viene perso

20. Personalizzare SIGALRM void gestore (int sig) {/* numero segnale */ WRITELN (”SIGALRM catturato\n") ; } int main (void) { struct sigaction s ; …… }

21. Personalizzare SIGALRM (2) int main (void) { … /* inizializzo s con i valori correnti */ IFERROR(sigaction(SIGALRM,NULL,&s), \ ”nella sigaction ") ; s.sa_handler=gestore; /* nuovo gestore */ /* installo nuovo gestore */IFERROR(sigaction(SIGALRM,&s,NULL), \ ”nella sigaction ") ; alarm(3); /* SIGALRM fra 3 secondi */ WRITELN(”Ciclo infinito ….") ; while (1) ; /* ciclo infinito */ WRITELN(”Pippo") ; /* mai eseguita */ return 0 ;}

22. Esempio : eseguiamo... cosa accade se eseguiamo il codice dell’esempio : $ a.out Ciclo infinito ... -- per (circa) 3 secondi non accade niente

23. Esempio : eseguiamo…(2) cosa accade se eseguiamo il codice dell’esempio : $ a.out Ciclo infinito ... SIGALRM catturato -- arriva il segnale -- il processo cicla indefinitamente …

24. Attesa di segnali: pause() int pause(void); • sospende il processo fino all’arrivo di un segnale • serve a implementare l’attesa passiva di un segnale • ritorna dopo che il segnale è stato catturato ed il gestore è stato eseguito, restituisce sempre (-1)

25. Attendere SIGALRM /* indica se è arrivato SIGALARM (=1) o no (=0) */ int sigalarm_flag = 0; void gestore (int sig) {/* numero segnale */ sigalarm_flag = 1; } int main (void) { struct sigaction s ; …… }

26. Attendere SIGALRM (2) int main (void) { IFERROR(sigaction(SIGALRM,NULL,&s), ”In spec"); s.sa_handler=gestore; /* nuovo gestore */ IFERROR(sigaction(SIGALRM,&s,NULL), ”In spec"); alarm(3); /* SIGALRM fra 3 secondi */ WRITELN(”Ciclo fino a SIGALRM ….") ; while (sigalarm_flag!= 1) pause(); /* ciclo fino a SIGALRM */ /* serve a non sbloccarsi se arriva un altro segnale */ WRITELN(”SIGALRM arrivato ...") ; return 0 ;}

27. Esempio : eseguiamo... cosa accade se eseguiamo il codice dell’esempio : $ a.out Ciclo fino a SIGALRM…. -- per (circa) 3 secondi non accade niente

28. Esempio : eseguiamo…(2) cosa accade se eseguiamo il codice dell’esempio : $ a.out Ciclo infinito ... SIGALRM arrivato -- arriva il segnale -- processo terminato $

29. Invio di segnali: kill() int kill(pid_t pid, int sig); • invia un segnale di tipo sig a uno o più processi (dipende da pid) • il segnale è inviato solo se • il processo che invia il segnale e chi lo riceve hanno lo stesso owner • il processo che invia il segnale è posseduto dal superutente (root) • restituisce (0) se OK (-1) se si verifica un errore

30. Invio di segnali: kill()(2) int kill(pid_t pid, int sig); • pidpuò essere • >0 , in questo caso è il pid del processo cui si deve inviare il segnale • =0, in questo caso il segnale è inviato a tutti i processi del gruppo di chi esegue la kill • -1, in questo caso il segnale è inviato a tutti i processi (tranne init) se il processo è di root, altrimenti come (pid=0) • <-1, in questo caso il segnale è inviato a tutti i processi del gruppo (-pid)

31. Esempio : una shell con timeout /*istallazione gestore SIGCHLD*/ while (TRUE) { /*ciclo infinito*/ flag_sigchld = 0; type_prompt(); /* stampa prompt*/ argv = read_comm(); /*legge command line*/ IFERROR3(pid = fork(),”Nella fork”,continue); if (pid) {/* codice padre */ sleep(1); IFERROR3(kill(pid,SIGKILL),”In kill”, nop()),; while(!flag_sigchld) pause(); } else {/*codice figlio*/ IFERROR(execvp(argv[0],argv),”In execvp”); }

32. Esempio : una shell con timeout (2) void gestore_chld (int sig) { int pid, stato; pid = wait(&stato); if (WIFEXITED(stato)) /* term con exit*/ printf(”%d: Terminato con exit %d”, pid, WEXITSTATUS(stato)); else printf(”%d: Terminato con kill %d”, pid, WTERMSIG(stato)); flag_sigchld = 1; }

33. Conoscere e settare il gruppo pid_t getpgrp(void); int setpgid(pid_t pid, pid_t pgid); • i figli ereditano il gruppo dal padre che non viene modificato dalla exec() • getpgrp: restituisce l’identificativo di gruppo del processo che l’ha chiamata • setpgid: assegna un gruppo (pgid) ad un processo: • i valori di pid possono essere vari (guardare man) • ritorna -1 se fallisce

34. Segnali e system call • Nello standard POSIX specifica che se arriva un segnale mentre una SC (es. open(), read()) è in esecuzione la SC deve fallire con errore EINTR • si dovrebbe quindi testare EINTR dopo ogni SC e gestirlo esplicitamente • è possibile settare opportuni flags durante la sigaction() in modo da non essere interrotti • Linux per default NON interrompe le SC all’arrivo di un segnale • Se vogliamo essere interrotti possiamo richiederlo esplicitamente con una chiamata alla system call siginterrupt()